Kas ir efektīvais kodollādiņš?

Atomos visiem protoniem ir viens pozitīvs lādiņš. Atoms no citiem atomiem atšķiras ar tajā esošo protonu skaitu, lai gan neitronu skaits var atšķirties starp dažādiem viena tipa atomiem, un dažiem viena tipa atomiem var būt joni ar vairāk vai mazāk elektronu orbītā. Kopējais atoma pozitīvais lādiņš ir tā protonu skaits, kas ir arī atoma atomu skaits, kā parādīts elementu periodiskajā tabulā. Pirmais solis atoma efektīvā kodollādiņa noteikšanā ir tā kopējā pozitīvā lādiņa noteikšana, ko var paveikt, meklējot atoma atomskaitli.

Elektroni tiek piesaistīti atoma kodolam un ir atrodami orbitālēs, kas piepildās paredzamā veidā. Pirmajā orbitālē var būt tikai divi elektroni. Katra turpmākā orbitāle satur astoņus elektronus, kad tā ir pilna. Normālos apstākļos un, lai atrastu atoma efektīvo kodollādiņu, elektroni ieņems kodolam tuvāko orbitāli, cik vien iespējams.

Pilnībā aizņemtas orbitāles neitralizē tādu pašu pozitīvā lādiņa daudzumu, cik tajās ir negatīvs lādiņš. Piemēram, atoms ar 12 protoniem un 12 elektroniem, kas ir neitrāls atoms, zaudēs 2 pozitīvos lādiņus no pilnībā aizņemtās pirmās orbitāles un 8 pozitīvos lādiņus no otrās. Pārējie divi elektroni trešajā orbitālē neietekmē atoma efektīvo kodollādiņu, kas šajā gadījumā būtu 12 mīnus 10 vai 2.

Vairumā gadījumu ar vienkāršoto vienādojumu pietiek, lai atklātu atoma efektīvo kodollādiņu. Sarežģītākās vienādojuma versijās ir ņemts vērā valences elektronu mazais negatīvais lādiņš, kas tiek uzskatīts par nenozīmīgu vairumam mērķu. Joniem būs arī efektīvs kodola lādiņš, kas nedaudz atšķiras no standarta vienādojuma, jo papildu elektrona pievienošana ārējai orbitālei padarīs to nedaudz mazāk pozitīvu, un elektrona zudums palielinās atoma pozitīvo pievilcību.